本文采用发酵产物中的二氧化碳(CO2)和氢气(H2)作为循环气提气源，对丙酮丁醇梭菌(Clostridium acetobutylicum，CGMCC5234)发酵产物进行原位气提，实现丙酮、丁醇和乙醇混合物(ABE)的连续纤维床固定化发酵生产。气提耦合补料批次发酵，可以提高发酵产物的浓度，缓解下游蒸馏负担，并用ASPEN PLUS对ABE的水溶液进行精馏计算分析和物性分析，分析了任意两组分的相图，在此基础上结合气提耦合发酵结果对下游蒸馏工艺关于能耗问题进行模拟分析，其主要研究如下:　　在气提耦合补料批次的纤维床发酵过程中，考察了糖耗、菌体干重、pH以及发酵液中ABE浓度在发酵过程中的变化。其中，发酵实验进行了12批次共309 h，总溶剂ABE当量浓度为133.3 g/L（其中丁醇83.5 g/L，丙酮38.4 g/L，乙醇11.4 g/L），葡萄糖消耗率为1.29 g/(L·)，总溶剂ABE产率为0.431 g/(L·h)，转化率为0.333 g/g，其中丁醇产率为0.270 g/(L·h)，转化率为0.209 g/g，发酵液中丁醇浓度控制在8～12 g/L，显著优于游离发酵的结果。气提提取之后冷凝的ABE溶液出现分层现象，其中丁醇相丁醇浓度高达603.7 g/L，极大地减缓后续分离提纯的负担。结果表明，自产气循环气提与纤维床固定化耦合连续发酵生产ABE（特别是丁醇）的工艺具有可行性和竞争力。　　采用ASPEN PLUS在对以水为溶剂的ABE溶液进行了精馏计算的分析和物性分析，通过对相图的分析验证:乙醇和其他组分的相对挥发度较小，不易分离，丁醇和水形成异相共沸物。在此基础之上，结合气提耦合发酵结果，对下游蒸馏工艺关于能耗问题进行模拟研究，建立了先分离丙酮蒸馏工艺和先分离丁醇五塔蒸馏工艺的模拟模型，提出了新的五塔蒸馏工艺模拟模型，并且进行了比较。对于传统发酵结果(丙酮:6g/L、乙醇:2g/L、丁醇:12 g/L)，先分离丙酮的蒸馏工艺能耗为24.77 MJ/kg，气提耦合批次补料发酵时，补料1次，分离能耗为原来的68.23％，补料2次，分离能耗为原来的58.34％，补料5次，能耗为原来的48.16％。而对于传统发酵结果(丙酮:6g/L、乙醇:2g/L、丁醇:12 g/L)，先分离丁醇的新五塔工艺能耗为24.63 MJ/kg，气提耦合批次补料发酵时，补料1次，分离能耗为原来的66.42％，补料2次，分离能耗为原来的55.87％，补料5次，能耗为原来的45.15％。其中，无论是先分离丙酮的蒸馏工艺还是先分离丁醇的新五塔工艺，就所需下游精馏能耗而言，通过气提耦合补料批次发酵提高发酵产物丁醇的浓度比通过其他手段单纯提高发酵液中丁醇浓度的效果要更明显。